2022年人教版生物高考總復習第一部分考點復習指導第三單元第4課影響光合作用的因素及應用

第4課影響光合作用的因素及應用

【課標要求】

說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變?yōu)樘穷惻c氧氣的

過程中轉換并儲存為糖類中的化學能。

【素養(yǎng)目標】

1.通過分析光合作用與細胞呼吸的關系，形成結構與功能相適應、物質與能量相互依存的生

命觀念。（生命觀念）

2.分析影響光合作用因素的曲線模型，理解環(huán)境因素對光合作用的影響。（科學思維）

3.通過探究環(huán)境因素對光合作用速率影響實驗，培養(yǎng)學生實驗設計和分析能力。（科學探究）

4.應用影響光合作用的環(huán)境因素知識，指導農業(yè)生產。（社會責任）

。.一=、生十知誦?多）自查/==o

【主干?梳理與辨析】

一、影響光合作用強度的環(huán)境因素及實驗探究

1.光合作用強度：

（1）概念：是指植物在單位時間內通過光合作用制造糖類的數(shù)量。

⑵表示方法：

①單位時間內光合作用制造的直機物的量。

②單位時間內光合作用利用取的量。

③單位時間內光合作用產生出的量。

2.影響光合作用強度的因素的依據(jù)：

光能

依據(jù)

光合作用的反應式CO2+H2O葉綠體（CHZO）+（）2

水土壤含水量

原料

C02C0,濃度、葉片氣孔開閉情況等

主要

葉綠體無機營養(yǎng)、病蟲害等通過影響葉綠體的形成和結構進而影響光合作用

場所

溫度酸活性

條件

光能光質、光照強度、光照時間等

3.影響光合作用的因素的分析:

(1)內部因素：植物自身的遺傳特性(如陽生植物/陰生植物)、葉齡、葉綠素含量、酶的數(shù)量、

葉面積指數(shù)等。

(2)探究環(huán)境因素(光照強度)對光合作用的強度的影響。

①實驗原理。

抽去圓形小葉片中的氣體后，葉片下沉至裝置底部，光照下葉片進行光合作用產生氧氣,充

滿細胞間隙，葉片又會上浮。

②實驗裝置分析：

a.自變量的設置：光照強度是自變量,通過調整臺燈與燒杯之間的距離來調節(jié)光照強度的大

小。

b.中間盛水的玻璃柱的作用：吸收燈光的熱量，避免光照對燒杯內水溫產生影響。

c.因變量是光合作用強度,可通過觀測單位時間內被抽去空氣的小圓形葉片上浮的數(shù)量或者

是浮起相同數(shù)量的葉片所用的時間長短來衡量。

③實驗結果分析。

a.在黑暗情況下，植物葉片只進行細胞呼吸,吸收氧氣，產生的二氧化碳較易溶于水，所以

葉片沉在水底。細胞生理狀態(tài)如圖1：

b.在弱光下，此時的光合作用小于或等于細胞呼吸，葉片中仍然沒有足夠的氧氣,葉片仍然

沉在水底。細胞生理狀態(tài)如圖2、圖3：

線粒體

圖2圖3

c.在中、強光下，光合作用大于細胞呼吸，葉片中會有足夠的氧氣產生,從而充滿了細胞間

隙并釋放到外界一部分，使葉片浮起來。細胞生理狀態(tài)如圖4：

CO2

一~

線co2————-C(02----->--co2葉

粒綠

體體

02-----------(————02

02

圖4

【思考辨析】

1.對探究光照強度對光合作用強度影響的實驗改變條件后，能得出其真正光合速率。（J）

分析：原實驗條件下能測量出其凈光合作用速率，僅將光照條件改為黑暗后，可測量出呼吸

速率，將兩者相加即得其真正光合速率。

2.在探究光照強度對光合作用強度的影響中，增加光照強度或溫度，都能明顯縮短圓形小葉

片上浮至液面所用的時間。（X）

分析：達到光飽和點后，增加光照強度不會縮短圓形小葉片上浮至液面所用的時間。提高溫

度，可能會增加圓形小葉片上浮至液面所用的時間。

3.溫度越高，酶活性越高，光合作用強度越大。（X）

分析：溫度通過影響酶的活性影響光合作用強度，溫度過高酶失活，光合作用強度降低甚至

會喪失。

二、光合作用與細胞呼吸的關系

1.光合作用與有氧呼吸的區(qū)別和聯(lián)系：

項目光合作用有氧呼吸

含葉綠體的植物細胞、藍細

發(fā)生范圍所有活細胞

菌等

發(fā)生條件在光下進行時刻進行

實質合成有機物、儲存能量分解有機物、釋放能量,供細胞利用

圖解聯(lián)系

C:C02里里(CIW)有氧“第一科丙酮酸山山坦a?

C,,八光反應，、有氧呼吸第三階段，，c

0:H20-----?02..''^H20

元素轉移

H:H2O產里NADPH里變*(CHQ)

有氣呼吸第一階段、第二階段「,力有氧呼吸第三階段,,八

-~------LH1-HM

r、

有

ATP、機物/（熱能）

用于

枳

NADPH穩(wěn)

定

（fATP甲各項

化

光光反應中活躍暗反應則

生命

學

能量聯(lián)系能的化學能

X___?〔花華能.活動

.能,，

>

Y/

光合作用細胞呼吸

2.光合作用與有氧呼吸中有關的NADPH、NADH、ATP的來源與去路:

項目來源去路

NADPH光合作用光反應中H20的光解為暗反應階段中金的還原供氫、供能

NADH有氧呼吸第一、二階段的物

有氧呼吸用于第三階段殳Q的合成

(M)質分解

光合作用光反應階段主要用于暗反應階段C3的還原

ATP有氧呼吸的各階段均可產作為能量“貨幣”用于各項生命活動（暗

有氧呼吸

生，來自有機物的氧化分解反應除外）

【思考辨析】

1.不同植物的真正光合速率不相同，那么凈光合速率可能相同。（J）

分析：植物的凈光合速率=真正光合速率一呼吸速率，比如A植物真正光合速率為6,呼吸

速率為3,凈光合速率為3；B植物真正光合速率為8,呼吸速率為5,凈光合速率也為3。

2.一天中植物有機物積累量最多的是正午光照最強時。（X）

分析：正午光照最強光合速率最快，下午光合速率大于呼吸速率，有機物仍舊積累，有機物

積累最多應該在下午光合速率與呼吸速率相等時。

3.某光照強度下，有機物的積累量與有機物的消耗量相等，該植物在此光照條件下重量不增

加。（X）

分析：有機物的積累量為凈光合作用，該光照條件下植物凈光合作用大于0,因此植物的重

量增加。

【教材?挖掘與延伸】

1.習題改編（必修1P10D：你如何從水層透光與植物光能捕獲兩層面，解釋海洋中紅藻、

褐藻、綠藻的水層分布狀況？

提示：藻類本身的顏色是反射出來的光，即紅藻反射出紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出

黃色的光。水層對光波中的紅、橙部分吸收顯著多于藍、綠部分的吸收，即到達深水層的光

線是相對富含短波長的光，所以吸收紅光和藍紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收黃綠

光的褐藻分布于海水的中下層，吸收藍紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的地方。

2.實驗變式（必修1P104）：光照下卡爾文給小球藻懸浮液通入"C02,一定時間后殺死小球

藻，同時提取產物并分析。實驗發(fā)現(xiàn)，僅僅30s的時間，放射性代謝產物多達幾十種。縮短

時間到7s,發(fā)現(xiàn)放射性代謝產物減少到12種，想要探究CO?轉化成的第一個產物是什么，

可能的實驗思路：不斷縮短光照時間后殺死小球藻，同時提取產物并分析，直到最終提取物

中只有一種放射性代謝產物，該物質即為CO?轉化成的第一個產物。

3.習題改編（必修1P106）：北方夏季中午時，光照強度很強，植物出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象的原

因是：光照強度過強，溫度升高，導致氣孔關閉，CO?吸收量減少，光合作用減弱。

4.資料延伸（必修1P93、P103）：細胞呼吸產生的［H］是還原型輔酶I（NADH）的簡化表示方

式，光反應產生的NADPH是還原型輔酶II,NADH和NADPH中的N指煙酰胺，A指腺喋吟，D

是二核甘酸，P是磷酸基團,因此它們的成分丕是（填“是”或“不是"）蛋白質。

。、高頻考點?道法?。

★考點1探究影響光合作用強度的因素的實驗分析

【核心?歸納與整合】

1.影響光合作用的因素實驗步驟模型舉例:

制作葉圓片

（探究光強）［探究嬴）

（3只小燒杯］（4只小燒杯）

V

分別加入30mL1號加入30mL蒸溜水+10片葉圓片分別加入30mL

2號加入30mL2%NaHC0+IOJt

的2%NaHCCh3的2%NaHCCh

溶液+10片葉葉圓片溶液+10片葉

圓片3號加入30mL2%NaHCO計吹氣園片

、+10片葉圓片，

1號

不加塑料袋

（100W光源下］2號

加藍塑料袋

100W光源下3號

加紅塑料袋

（距其10cm）4號

I號…距燈源10cm<加綠塑料袋

2號……距燈源20cm

3號…距燈源3（）cm100W光源下

（距其10cm）

（觀察并記錄5片葉圓片上浮所需的時間）

2.影響光合作用強度的因素實驗數(shù)據(jù)記錄表格樣例:

（1）光照強度影響光合作用強度的實驗數(shù)據(jù)記錄表格:

葉圓片上浮所需的時間/min

光源（100W）距離

第1片第2片第3片第4片第5片平均值

10cm

20cm

30cm

（2）C0z濃度影響光合作用強度的實驗數(shù)據(jù)記錄表格:

葉圓片上浮所需的時間/min

C0?濃度

第1片第2片第3片第4片第5片平均值

蒸鐳水

2%NaHC03

2%NaHC03+

吹氣

（3）不同光質影響光合作用強度的實驗數(shù)據(jù)記錄表格:

光源葉圓片上浮所需的時間/min

(100W)光質第1片第2片第3片第4片第5片平均值

白光

藍光

紅光

綠光

3.影響光合作用強度的因素實驗設計的注意事項：

(1)打孔時注意避開主葉脈，因為葉脈中沒有葉綠體，而且會延長葉圓片上浮的時間，影響實

驗結果的準確性。

(2)給葉片抽氣不能抽太多次，易損傷葉片。

(3)葉片放進燒杯不能有重疊。

(4)實驗時間不宜過長，否則易受細胞呼吸干擾，計數(shù)5片葉子上浮即可。

4.探究影響光合作用強度的因素實驗設計：

(因變量)

(反應變量)

無關變量

消除檢測

無關變坡的影響反應變量

設置盡可能

對照量化

中【高考警示鐘】實驗裝置中的“用”與“不用”

(1)所用光源產生熱量不應對實驗產生影響，可選用冷光源，或在光源和燒杯之間添加盛水玻

璃柱。

(2)不能僅用一套裝置通過逐漸改變其條件進行實驗，而應該用一系列裝置進行相互對照。

【典題?剖析與精練】

【典題示范】

取生長旺盛的綠葉，用直徑為1cm的打孔器打出小圓片若干(注意避開大葉脈)，抽出小葉圓

片內的氣體，并在黑暗處用清水處理使小葉圓片細胞間隙充滿水，然后平均分裝到盛有等量

的不同濃度的富含CO2溶液的小燒杯中，置于光照強度和溫度恒定且適宜的條件下，測得各組

小葉圓片上浮至液面所需平均時間，將記錄結果繪制成曲線如圖1。

亙

S

瓷

M

艇

位

o

圖2

的是

驗的目

（1）該實

（填

.

速率

生成

DPH的

上NA

薄膜

囊體

的類

細胞

葉肉

圓片

小葉

度時

,b濃

相比

a濃度

⑵與

胞器有

P的細

生AT

能產

胞中

肉細

的葉

圓片

小葉

，此時

慢”）

"或“

’相等

“快叫

中,

燒杯

a的小

度為

CO,濃

溶液

宜，

且適

相同

保持

溫度

置于

分別

圓片

小葉

同的

干相

取若

（3）另

制

果繪

驗結

根據(jù)實

驗，

行實

離進

的距

之間

燒杯

與小

光源

改變

，通過

光源

作為

臺燈

40W的

選用

是

因素

外界

主要

率的

合速

凈光

AB段

限制

離）。